Файл: Методические указания лабораторных занятий для студентов очного обучения по специальности 15. 02. 10 Мехатроника и мобильная робототехника (по отраслям).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 164
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Опыты по снятию характеристики холостого хода второй ступени и результирующей можно объединить, фиксируя одновременно значения токов I1и I2.
По данным опытов строят характеристики холостого хода, которые в пределах номинального напряжения прямолинейны, так как магнитная система ЭМУ в отличие от нормальных машин ненасыщенна.
Малое насыщение магнитной системы ЭМУ необходимо для обеспечения высокого коэффициента усиления, а также пропорциональности между входным сигналом (I1 или U1) и выходной величиной (Е3).
4.2. Исследование ЭМУ под нагрузкой
4.2.1. Настройка компенсации
Исследование ЭМУ под нагрузкой производится в соответствии со схемой, представленной на рис. 4.2.
Cтепень компенсации ЭМУ характеризуется величиной отношения м.д.с. Fккомпенсационной обмотки КО к м.д.с. Fadпродольной реакции якоря
kк= Fк/Fad= IкWк/I3Wa, | (4.1) |
где Wк = 127 – число витков компенсационной обмотки на один полюс; Wa = 332,5 – число витков обмотки якоря на один полюс.
При полной или нормальной компенсации, когда kк = 1 и ток управления I1= const,магнитный поток по продольной оси машины в условияхменяющейся нагрузки остается постоянным и, следовательно, ток I2 в поперечной цепи не зависит от рабочего тока I 3 . Поэтому для нормальной компенсации необходимо подобрать такое значение шунтирующего сопротивления RRк, при котором изменение рабочего тока I3 от нуля до номинального не вызывало бы изменения тока I2 в поперечной цепи, I2= const.
При недокомпенсации, когда kк < 1 значение RRк должно быть меньше, чем при нормальной компесации.
При перекомпенсации, когда kк > 1 значение RRк должно быть больше, чем при нормальной компесации.
Опыт по настройке нормальной компенсации ЭМУ рекомендуется начинать с малого значения сопротивления RRк (с недокомпенсации) при токе
возбуждения I1 обеспечивающем номинальное напряжение U3 = Е3 = UN = 115 В. при холостом ходе.
4.2.2. Внешние характеристики
Внешние характеристики ЭМУ так же, как и для нормальных машин, представляют зависимость напряжения на продольных щетках 1
A1 и 1A2 от тока нагрузки U3 = f (I3) при постоянной скорости вращения. Внешние характеристики ЭМУ снимают при трех степенях компенсации: нормальной
kк= 1,недокомпенсации kк< 1иперекомпенсации kк> 1.Схема опыта дляснятия внешних характеристик представлена на рис. 4.2.
Порядок проведения опытов во всех трех случаях одинаков. Вначале рекомендуется снимать внешнюю характеристику при нормальной компенсации. Установив при холостом ходе номинальное напряжение
UN= 115В,постепенно увеличивают ток нагрузки I3до номинальногозначения , не меняя настройки компенсации и поддерживая неизменным значение тока возбуждения I1 = const, а также скорость вращения якоря. В процессе опытов фиксируют также ток I2 в цепи короткозамкнутых щеток. При переходе к режиму недокомпенсации уменьшают шунтирующее
сопротивление RRк (по сравнению с его величиной при нормальной компенсации), вследствие чего уменьшается ток компенсационной обмотки
(Fк < Fad). Режим перекомпенсации получают незначительным увеличением
шунтирующего сопротивления RRк по сравнению с его величиной при нормальной компенсации, чтобы избежать возможного самовозбуждения и значительной перегрузки ЭМУ.
Результаты опыта для каждой степени компенсации (6…8) точек заносят в табл. 4.4.
Падение напряжения в якорной цепи ЭМУ определяет падающий характер внешней характеристики при нормальной компенсации. При недокомпенсации характеристика получается более резко падающая вследствие некоторой недокомпенсации реакции якоря. При перекомпенсации внешние характеристики могут получаться разными в зависимости от установки
величины шунтирующего сопротивления RRк. При незначительной перекомпенсации характеристика падающая. При соответствующей величине шунтирующего сопротивления характеристика может быть горизонтальной, тогда U3 = const. В этом случае намагничивающая сила компенсационной обмотки компенсирует реакцию якоря и падение напряжения в якорной цепи ЭМУ при любом токе нагрузки I3. Значительная перекомпенсация, дающая возрастающую внешнюю характеристику, на практике не применяется из-за возможного в этом случае самовозбуждения ЭМУ даже при отсутствии тока возбуждения (управления ) I1. При самовозбуждении нарушается управление работой ЭМУ и возможна значительная перегрузка машины.
Степень компенсации | недоком- нормаль-переком-пенсацияпенсацияная |
| |
Таблица 4.4
U3 В
I3 А
I2 А
I1 А
U3 В
I3 А
I2 А
I1 А
U3 В
I3 А
I2 А
I1 А
4.2.3. Коэффициент усиления ЭМУ
Коэффициент усиления ЭМУ, представляющий отношение выходной полезной мощности P3 к мощности управления P1, определяют для режима нормальной компенсации.
Обычно kу ≤ 10000, в специальных случаях kу достигает значений 100000.
Расчет коэффициента усиления kу при изменении нагрузки и нормальной компенсации, построение зависимости kу= f (P3).
Коэффициент усиления определяют по формуле | |
kу= P3/P1, | (4.2) |
где P3 | = U3 | I3;P=I2R; | R1= 1860Ом-сопротивление обмотки управления. | ||
| | 1 | 1 | 1 | |
На величину коэффициента усиления ЭМУ влияют величина нагрузки, степень компенсации, насыщение магнитной системы и другие факторы.
Влияние величины нагрузки можно установить по внешней характеристике при нормальной компенсации.
Нормальнаякомпенсация | Расчет Измерение |
| |
Таблица 1.5
U3 В
I3 А
I2 А
I1 А
P3 Вт
P1 Вт
kу -
Таблица 1.5 заполняется по данным табл. 1.4 для нормальной компенсации. Расчет значений P3, P1 и kу выполняется по (4.2). По данным расчета строится зависимость kу = f (P3).
Коэффициент усиления повышается при перекомпенсации и понижается при недокомпенсации. Магнитная система ЭМУ выполняется слабонасыщенной. Это делается для того, чтобы повысить коэффициент
усиления kу и получить линейные связи между входными и выходными величинами. Повышение коэффициента усиления при малом насыщении магнитопровода ЭМУ объясняется тем, что МДС и мощность P1 обмотки управления, необходимые для получения заданных значений выходного напряжения U3 и выходной мощности P3, будут меньше, чем при насыщенном магнитопроводе.
Однако повышение коэффициента усиления kу при слабом использовании ЭМУ в магнитном отношении приводит к тому, что при одной и той же номинальной мощности и частоте вращения габариты и масса ЭМУ будут больше.
8
-
Содержание отчета
Отчет должен содержать программу выполнения работы, паспортные данные исследуемого ЭМУ и приводного асинхронного двигателя, схему испытаний, таблицы с результатами опытов и расчетов, графическое представление характеристик ЭМУ : три характеристики холостого хода; три внешние характеристики, которые должны быть построены в одних осях;
зависимость kу = f (P3).
-
Контрольные вопросы
-
Каковы особенности конструкции ЭМУ поперечного поля?
-
Объясните принцип действия ЭМУ?
-
Объясните способ настройки компенсации ЭМУ?
9